RU2539340C2 - Раздаточное устройство с датчиком уровня - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к решению для определения уровня расходного бумажного изделия (201, 301) в раздаточном устройстве (103, 106), расположенном в туалете. Изобретение имеет несколько аспектов, таких как раздаточное устройство, способ, система и сенсорный блок, в котором используются два сенсорных элемента (420, 430), каждый из которых обнаруживает свет, отраженный от отражающего поля, расположенного на бумажном изделии, или обнаруживает отсутствие бумажного изделия. Данные от сенсорных элементов передаются беспроводным способом на сервер для дальнейшей обработки, например для уведомления уборщика, отвечающего за обслуживание туалета. 5 н. и 20 з.п. ф-лы, 10 ил., 2 табл.

Description

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к решению для измерения уровня расходного материала в раздаточном устройстве для туалетной бумаги.

Уровень техники

Одной из основных проблем в часто посещаемых туалетах в общественных или общедоступных местах, например в корпоративных туалетах и т.п., является непрерывное поддержание чистоты и обеспечение доступности всех расходных материалов для гостей. Например, посетители должны быть уверены в наличии туалетной бумаги, бумажных полотенец и жидкого мыла, однако такая уверенность должна быть сбалансирована с расходами на частое обслуживание туалетов уборщиками.

Расходные материалы чаще всего расположены в специализированных раздаточных устройствах, расположенных в туалетах, и уборщик проверяет уровень каждого расходного материала и по необходимости заправляет раздаточное устройство. Когда уборщики меняют или пополняют материалы в раздаточных устройствах с регулярными интервалами обслуживания, такие материалы часто попадают в отходы, поскольку если в раздаточном устройстве еще остается небольшое количество расходного материала, уборщик все равно производит замену, чтобы быть уверенным, что расходный материал не закончится до наступления срока следующего обслуживания. Уборщику трудно определить, какое из раздаточных устройств требует пополнения расходных материалов и сколько материалов нужно взять с собой для пополнения. Таким образом, имеется потребность в решении, которое позволило бы отслеживать расход и сообщать уборщику, если расходный материал заканчивается. Были разработаны решения, которые автоматически раздают расходные материалы и следовательно могут вести учет расхода и оценивать остаток. Такие раздаточные устройства автоматически раздают расходный материал, определив наличие посетителя рядом с ним, или если будут инициированы любым другим способом, например через пользовательский интерфейс на раздаточном устройстве. Однако решение такого типа также может привести к потерям материала, поскольку автоматическая раздача выдает заданное количество расходного материала, которое может не удовлетворить каждого посетителя в каждом случае. Поэтому имеется потребность в более гибком решении. Одно такое решение показано в WO2006065515, где описано раздаточное устройство с датчиком для определения идентификационной информации об изделии для передачи ее на центральное устройство, и выполненное с возможностью изменять параметр раздачи, например дозируемое количество.

Каждое раздаточное устройство выполнено с возможностью принимать расходный материал/изделие определенного типа с некоторым диапазоном различных доступных количеств. Необходимо создать экономически эффективное решение и энергетически эффективную систему для определения уровня изделий в раздаточном устройстве и в то же время способную определять тип изделия с хорошей считываемостью и воспроизводимостью.

Публикация международной заявки № WO 2007/067106 относится к расходному пакету и устройству для раздачи листового материала. Устройство содержит корпус, выполненный с возможностью принимать запас листового материала, подающий механизм для подачи листового материала через раздаточное отверстие в корпусе, двигатель для приведения в действие подающего механизма и контроллер для подачи питания на двигатель для приведения в действие подающего механизма.

В заявке на патент Германии DE 200 16 735 описана система обнаружения для различных раздающих машин или торговых автоматов.

Публикация международной заявки WO 2006/71148 относится к раздаточному узлу, содержащему внешнюю переднюю стенку, две внешние боковые стенки, корпус для хранения стопки непрерывного отрезка сложенной гармошкой полосы салфеток из санитарно-гигиенической бумаги или отрезков нетканого материала, при этом внешняя передняя стенка содержит отверстие, открывающее доступ к стопке, раздаточное отверстие для раздачи полосы салфеток и подающий механизм, содержащий элемент для управления раздачей полосы полотенец, приводной блок и тормозной узел для полосы салфеток. Блок расходных изделий содержит стопку изделий с соединительными средствами между изделиями, которые вставляются через отверстие для доступа в корпус в раздаточном узле и добавляются на дно стопки. Полоса салфеток выдается с верхней стороны стопки подающим механизмом, который располагает полосу салфеток в исходном положении в раздаточном отверстии.

Публикация международной заявки WO 2007/068270 относится к средству определения количества листового материала, хранящегося в форме рулона. Средство определения содержит управляющее средство, которое выполнено с возможностью сравнения количества вращений приводного ролика с количеством вращений рулона за один и тот же период времени. Заявка также относится к раздаточному устройству, например для бумажных полотенец, включающему в себя такое устройство для определения количества, которое может выдавать предупреждение, когда количество листового материала достигло заданного порогового значения.

Раскрытие изобретения

Таким образом, задача настоящего изобретения состоит в решении по меньшей мере части описанных выше проблем, присущих известным решениям.

Решение содержит несколько аспектов, первым из которых является раздаточное устройство для туалетной бумаги. Раздаточное устройство для туалетной бумаги содержит держатель для туалетной бумаги, выполненный с возможностью принимать раздаваемую устройством туалетную бумагу, и по меньшей мере одно измерительное устройство, установленное на держателе для туалетной бумаги. Измерительное устройство содержит по меньшей мере один блок обработки, по меньшей мере один интерфейс связи и по меньшей мере два сенсорных элемента, каждый из которых содержит источник света и детектор света, при этом эти два сенсорных элемента отделены друг от друга некоторым расстоянием по меньшей мере в одном направлении относительно бумажного изделия. Измерительное устройство выполнено с возможностью передавать свет от источника света и обнаруживать отраженный свет в детекторе света, при этом блок обработки выполнен с возможностью получать сигналы об отраженном свете от этих двух сенсорных элементов, связанных друг с другом так, что можно определить уровень туалетной бумаги в держателе и передать полученные сигналы на центральный сервер, используя интерфейс связи.

Раздаточное устройство такой конструкции позволяет точно, воспроизводимо и гибко определять уровень туалетной бумаги в раздаточном устройстве.

Блок обработки может быть выполнен с возможностью определять разностный сигнал от сенсорных элементов, например из-за разных коэффициентов отражения каждого уровня отражающей области туалетной бумаги или разных коэффициентов отражения отражающих полей, расположенных на бумажном изделии. Они улучшают воспроизводимость измерений и могут использоваться для определения уровня бумажного изделия. Уровень можно определять ступенчато, например по меньшей мере по трем уровням, связанным с необходимостью пополнения: например пополнение не требуется, пополнение вскоре потребуется, пополнение требуется или, кроме того, пополнение привело к изменению на другое положение. Такой тип идентификации уровней легко поддается толкованию для определения уровня и понимания того, что должен предпринять уборщик.

Датчик света может содержать фотодетектор или светоизлучающий диод, работающий в обратном режиме. Использование светоизлучающего диода резко снижает затраты на оптические компоненты.

Раздаточное устройство для туалетной бумаги может также содержать сменные блоки бумаги, и такой сменный блок имеет некоторый коэффициент отражения участка бумаги или снабжен отражающим полем, расположенным на бумажном изделии так, чтобы являться эталоном с известным коэффициентом отражения.

Связь между раздаточным устройством для туалетной бумаги и сервером преимущественно осуществляется в виде беспроводной связи непосредственно с сервером или через блок сбора данных. Блок сбора данных может быть расположен в туалете и собирать данные от множества раздаточных устройств для туалетной бумаги. Излучатель и детектор света могут быть выполнены как отдельные устройства или как одно устройство. В одном варианте измерительное устройство только измеряет сигналы от сенсорных элементов и передает их на сервер, однако следует понимать, что определение уровня может осуществляться в блоке обнаружения или в блоке сбора данных.

Сенсорные элементы выполнены с возможностью измерения света, отраженного от бумажного изделия, или отсутствия отраженного света из-за отсутствия бумажного изделия. На той стороне бумажного изделия, которая обращена к сенсорным элементам, могут иметься отражающие поля. Эти отражающие поля могут быть выполнены разными способами, как будет более подробно описано ниже, и в зависимости от таких отражающих полей, отсутствие отражающего поля и/или отсутствие бумажного изделия дает разные уровни сигнала, определяемого сенсорными элементами. Сенсорные элементы могут быть созданы на основе компонентов разных типов, комбинаций компонентов и оптимизированы в зависимости от типа бумажного изделия, уровень которого отслеживается. Сигналы могут передаваться с помощью любой подходящей технологии беспроводной связи, как будет более подробно описано ниже.

Измеренный уровень можно использовать для определения последующего действия, например, когда этот уровень становится ниже определенного порога, информация об этом может передаваться от сервера, например, уборщику, отвечающему за обслуживание этого туалета, указывая, что при следующем обслуживании потребуется пополнение, или, если уровень падает ниже порога пополнения, о необходимости немедленно пополнить расходный материал, и уборщик должен будет провести дополнительное обслуживание туалета. Таким образом, пользователи туалета будут находиться в лучшей среде и для них уменьшится риск неудобств, связанных с закончившейся туалетной бумагой во время их посещения туалета.

Бумажное изделие может иметь некоторый коэффициент отражения участка туалетной бумаги, который, например, может иметь сама туалетная бумага, или одно или более из отражающих полей, расположенных на бумажном изделии. Это обеспечивает гибкость, формируя возможность идентифицировать качество бумажного изделия и/или усиливать измерительный сигнал, например, формируя разностный сигнал между двумя сенсорными элементами. Коэффициент отражения области участка бумаги может играть роль эталонного коэффициента отражения, и сигнал, связанный с этим коэффициентом отражения, может нести, по меньшей мере, информацию о типе изделия, уровне или качестве туалетной бумаги. Использование известного коэффициента отражения или по меньшей мере одного или множества отражающих полей дает преимущества, поскольку позволяет получить дополнительную информацию о бумажном изделии, как указано выше, и получить дополнительную разрешающую способность при определении текущего уровня.

Оптические излучатели могут относиться к любому подходящему типу, генерируя свет в ультрафиолетовом, инфракрасном или видимом диапазоне, например быть лампой, лазером или светоизлучающим диодом, а оптические датчики также могут относиться к любому подходящему типу для обнаружения света, быть например, фотодатчиком или светоизлучающим диодом, работающим в обратном режиме. Светоизлучающие диоды экономически эффективны и использование их и в качестве излучателей, и в качестве детекторов дает гибкое и экономически эффективное решение для задач такого типа, которое пользуется выгодами низкой стоимость и больших объемов производства таких компонентов.

Настоящее изобретение также имеет второй аспект в форме способа измерения уровня бумажных изделий и управления обслуживанием туалетов с использованием раздаточных устройств для туалетной бумаги по первому аспекту изобретения. Согласно этому способу можно получать информацию о потреблении путем измерения движения бумажного изделия. Измерительное устройство содержит по меньшей мере два сенсорных элемента и движение идентифицируется в направлении от первого сенсорного элемента ко второму сенсорному элементу, где уровень определяют по разностному сигналу, который в свою очередь определяется путем получения сигнала отраженного света от каждого из первого и второго сенсорных элементов, соответственно.

Кроме того, настоящее изобретение реализовано в третьем аспекте: системе для управления пополнением бумажных изделий в туалете, используя устройства для раздачи туалетной бумаги и сервер. Факультативно система также может содержать устройство, собирающее данные от множества устройств для раздачи туалетной бумаги. Система может быть выполнена с возможностью обнаруживать по меньшей мере три разных типа качества бумажных изделий. Система может быть выполнена с возможностью использовать коэффициент отражения участка или отражающего поля, или отсутствие отражающих полей для определения уровня бумажных изделий. Система является решением для предупреждения обслуживающего персонала о текущем состоянии уровней бумажных изделий.

Имеется и еще один аспект настоящего изобретения: сенсорный блок для определения уровня бумажного изделия в держателе туалетной бумаги. Сенсорный блок может содержать два сенсорных элемента, каждый из которых содержит источник света и датчик света. Сенсорные элементы могут быть отделены друг от друга по меньшей мере в одном направлении относительно бумажного изделия. Сенсорный блок выполнен с возможностью определять по меньшей мере один отраженный свет от источника света, в котором отражение осуществляется от по меньшей мере одного из элементов ряда, содержащего отражающее поле, расположенное по меньшей мере на части стороны туалетной бумаги, участок без отражающего поля и отсутствие бумажного изделия, и в котором сенсорный блок выполнен с возможностью выдавать разностный сигнал между двумя сенсорными элементами, содержащий информацию об уровне бумажного изделия.

Согласно еще одному аспекту изобретения предлагается расходуемое бумажное изделие для использования в туалете, содержащее по меньшей мере одно отражающее поле, расположенное по меньшей мере на одной стороне расходуемого бумажного изделия, для использования с раздаточным устройством для туалетной бумаги по первому аспекту настоящего изобретения. Отражающие поля могут содержать идентификационную информацию об изделии. Идентификатор изделия может быть образован, используя коэффициент отражения отражающего поля и положения множества отражающих полей. Сенсорный блок может быть выполнен в виде отдельного блока, легко устанавливаемого в раздаточное устройство, и благодаря такому решению уже существующие раздаточные устройства могут быть модернизированы с незначительными изменениями таких раздаточных устройств.

Светоизлучающие диоды являются энергетически эффективными устройствами и имеют длительный срок службы, тем самым являясь экономически и энергетически эффективным решением в устройстве такого типа. Поскольку измерительное устройство может работать от автономного источника питания, оно также является энергетически эффективным и может легко устанавливаться в требуемом месте.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - блок-схема локальной системы по настоящему изобретению.

Фиг. 2А и В - схематичная иллюстрация под двумя разными углами раздаточного устройства по настоящему изобретению.

Фиг. 3А и В - схематичная иллюстрация другого раздаточного устройства по настоящему изобретению под двумя разными углами.

Фиг. 4А и В - блок-схема блока сбора данных по двум вариантам настоящего изобретения.

Фиг. 4С - блок-схема блока сбора данных по настоящему изобретению.

Фиг. 5 - схематичная иллюстрация общего способа по настоящему изобретению.

Фиг. 6 - схематичная иллюстрация конфигурации сменного блока по варианту настоящего изобретения.

Фиг. 7 - схематичная иллюстрация конфигурации сменного блока по другому варианту настоящего изобретения.

Фиг. 8А-Е - схематичная иллюстрация работы решения по настоящему изобретению.

Фиг. 9А, С, D - схематичная иллюстрация работы решения по настоящему изобретению, и

Фиг. 10 - схематичная иллюстрация системы по настоящему изобретению.

Осуществление изобретения

На фиг. 1 позицией 100 в целом обозначена туалетная комната, содержащая множество туалетных кабин 101 с унитазами 102 и раздаточными устройствами 103 туалетной бумаги. Кроме того, имеется умывальный участок с множеством раковин 104 и раздаточными устройствами 105 для мыла и раздаточными устройствами 106 для полотенец. В туалетной комнате может находиться блок 107 сбора данных (DCU). Каждое раздаточное устройство может быть оснащено устройством обнаружения, например блоком сбора измерений (SCU), для определения уровня каждого раздаваемого изделия и интерфейсом связи для передачи информации об уровнях на DCU или на центральный сервер (не показан) для дальнейшей обработки.

Раздаточные устройства для туалетной бумаги могут относиться к двум разным типам: раздаточные устройства, раздающие полосу листового материала из непрерывного рулона абсорбирующего материала, который может иметь расположенную с определенными интервалами перфорацию для отделения или отрезания раздаточным устройством, или раздаточные устройства, раздающие заранее нарезанные листы туалетной бумаги, уложенные в стопку. Например, первый упомянутый тип часто используется в раздаточных устройствах для туалетной бумаги, а второй упомянутый тип часто используется в раздаточных устройствах для бумажных полотенец, выдавая бумагу для вытирания рук после мытья.

На фиг. 2 показано раздаточное устройство 210, выдающее листовой материал, уложенный в стопку 201 внутри держателя 200 раздаточного устройства, вместе с блоком 203 сбора измерений (SCU). На фиг. 2 показана выдача листа 202. SCU выполнен с возможностью измерять уровень листового материала и может также быть выполнен с возможностью определять тип материала, например качество материала.

На фиг. 3 показано раздаточное устройство 310, содержащее полосу непрерывного материала, свернутую в рулон 301, установленный в держателе 300 раздаточного устройства. В этом варианте также имеется блок 303 сбора измерений (SCU) для определения уровня материала и при необходимости типа/качества материала. Рулон может быть расположен в канале, в котором находится ось 304 вращения для загрузки в раздаточное устройство, либо рулон может быть прикреплен к раздаточному устройству любым другим подходящим способом, обеспечивающим его вращение во время раздачи материала.

На фиг. 4А показан примерный блок 400 сбора измерений (SCU), содержащий по меньшей мере один блок 401 обработки (CPU), по меньшей мере одно запоминающее устройство 402 (STOR), по меньшей мере одно устройство 403 связи (COM) и по меньшей мере один сенсорный элемент 420 и 430. Каждый сенсорный элемент может содержать излучатель 404 и 406 света, например светодиод, лазер или лампу, и приемник 405 и 407 света, например светоизлучающий диод или фотодетектор. Каждый из сенсорных элементов альтернативно может содержать и излучатель, и приемник света в одном сенсорном блоке, например содержащем светоизлучающий диод, как показано на фиг. 4В, где каждый из сенсорных блоков содержит объединенный излучатель и приемник света, т.е. одно и то же устройство работает и как передатчик света, и как приемник света, например, переключаясь, или при встраивании в один и тот же компонент. Два сенсорных элемента 420, 430 отделены друг от друга некоторым расстоянием, предпочтительно в некотором направлении относительно движения туалетной бумаги при раздаче, однако, как будет показано ниже, это делается не во всех случаях.

Излучатель 404, 406 света излучает свет на бумажное изделие, свет отражается или рассеивается, если бумажного изделия нет, затем отраженный свет обнаруживается датчиком 405, 407 или светоизлучающий диод обнаруживает отсутствие бумажного изделия. Датчик на светоизлучающем диоде может быть обычным светоизлучающим диодом, например, аналогичным светодиодному излучателю, работающим в «обратном» режиме, т.е. когда свет направляется на светоизлучающий диод, возникает небольшой ток, который можно обнаружить, используя соответствующие электронные средства усиления и фильтрования. Свет, излученный излучателем, может иметь любую подходящую длину волны, включая, помимо прочего, видимый, ультрафиолетовый и инфракрасный диапазоны. Следует отметить, что излучатель и детектор света могут быть отдельными компонентами или они могут быть установлены в один корпус и являться одним компонентом.

Компоненты SCU установлены на монтажной плате и соответственно заключены в корпус с отверстиями для излучения/приема света. SCU может дополнительно содержать источник питания, например батарею, электронные средства излучателя/детектора света, например цепи усиления, цепи возбуждения, цепи фильтрования, цепи управления источником питания, и цепи, объединяющие разные функциональные элементы друг с другом. Блок обработки может содержать процессор любого подходящего типа, выполняющий набор команд программы, реализованной программными или аппаратными средствами. Блок обработки может быть, например, центральным процессором, микропроцессором, микроконтроллером, вентильной матрицей, программируемой пользователем (ППВМ), или заказной интегральной схемой. Запоминающее устройство может быть выполнено с возможностью хранить наборы команд для работы SCU, калибровочных данных и других подобных данных, а также результатов измерений от по меньшей мере одного датчика.

Устройство обработки также выполнено с возможностью поддерживать связь с по меньшей мере одним внешним устройством, например блоком сбора данных (DCU). Запоминающее устройство может содержать по меньшей мере одно из энергонезависимого и/или энергозависимого запоминающего устройства, например ПЗУ, ОЗУ, электрически стираемое программируемое запоминающее устройство, флэш-ПЗУ, НЖМД, и т.п. Блок связи может быть выполнен с возможностью использовать любой способ связи на небольшом расстоянии, например, используя общедоступный нелицензируемый промышленный, научный и медицинский (ISM) диапазон, например Bluetooth, WLAN по любому подходящему стандарту, например по стандартам серии 802.11, или специализированные протоколы связи. Следует понимать, что можно использовать и протоколы дальней связи, такие как GSM, GPRS, EDGE, UMTS, LTE, WCDMA, CDMA2000 и т.п.

Следует отметить, что ISM диапазоны могут работать на нескольких разных примерных центральных частотах, таких как, например, 6,78 МГц, 13,56 МГц, 27,12 МГц, 40,68 МГц, 433,92 МГц, 916 МГц, 2,45 ГГц, 5,8 ГГц, 24,125 ГГц, 61,25 ГГц, 122,5 ГГц, и 245 ГГц. Например, в устройствах с малым радиусом действия (SRD) преимущественно используется маломощная радиосвязь, работающая в любом подходящем нелицензируемом диапазоне. Частотный интервал для измерений или связи или радиосвязь может изменяться в соответствии с различными потребностями, например, в зависимости от типа раздаточного устройства или от требований к длительности работы батареи. Интервалы измерений и интервалы радиосвязи могут быть равны 1 сеанс в секунду, 1 сеанс в 10 секунд, 1 сеанс в минуту, 1 сеанс в 5 минут, 1 сеанс в 480 секунд, 1 сеанс в 10 минут, 1 сеанс в час, 1 сеанс в день или можно использовать любые другие промежуточные более короткие или более длинные интервалы.

Блок 415 сбора данных (DCU) содержит как показано на фиг. 4С, по меньшей мере один блок 410 обработки, по меньшей мере одно запоминающее устройство 411, по меньшей мере один блок 412 связи с SCU и по меньшей мере один блок 413 связи большого радиуса действия. Блок обработки выполнен с возможностью выполнять набор команд для управления DCU для сбора данных с SCU и передавать эти данные на центральный сервер, как более подробно будет описано ниже со ссылкой на фиг. 9. DCU получает данные от SCU с помощью устройства связи, работающего по тому же протоколу связи, что и интерфейс связи в SCU. Передачи от SCU могут приниматься также непосредственно центральным сервером. В этом случае каждое SCU или поднабор SCU имеет интерфейс связи большого радиуса действия и эти SCU также могут содержать интерфейсы связи малого радиуса действия. Это можно рассматривать как специализированное сетевое решение, в котором устройства приема информации от датчиков совместно образуют сеть, а некоторые из этих устройств могут передавать данные на сервер или непосредственно на устройство, управляемое уборщиком или подобным лицом, отвечающим за обслуживание туалета. Следует понимать, что блок связи с SCU может работать по множеству различных протоколов радиосвязи, например, имея множество устройств радиосвязи и/или используя радиоустройство, определенное программными средствами. Это позволяет устанавливать SCU в требуемых случаях и усовершенствовать SCU, когда появляются новые технологии, или если SCU сломается или потребует замены. Блок обработки в DCU передает данные через интерфейс связи большого радиуса действия и через сеть связи на сервер. Блок связи с большим радиусом действия может работать с использованием режима/протокола связи любого типа, например GSM, GPRS, EDGE, UMTS, HSDPA, LTE, WCDMA, CDMA2000 и т.п., как понятно специалистам, и сеть связи может быть инфраструктурной сетью для вышеописанных протоколов связи и/или сетью пакетной передачи данных, такой как интернет или интранет.

Следует отметить, что несмотря на то, что настоящее изобретение описано на примере беспроводной связи между SCU и DCU и между DCU и сервером, в качестве альтернативы в обоих случаях можно использовать проводные соединения, например, используя стандарт Ethernet. Кроме того, между SCU и DCU можно использовать беспроводную связь, основанную не на радио, например технологию инфракрасной связи. Кроме того, в качестве альтернативы SCU может поддерживать связь непосредственно с сервером или с оборудованием, управляемым уборщиком, используя режим беспроводной связи с большим радиусом действия.

Датчик уровня с достижением преимущества содержит два отдельных элемента, каждый из которых имеет излучатель и датчик, как описано выше. Эти два элемента отделены друг от друга некоторым расстоянием относительно раздаваемого изделия, чтобы осуществлять считывание с разных частей раздаваемого изделия. Этот признак, относящийся к двум элементам, может быть полезен для повышения разрешающей способности датчика уровня. На боковой стороне материала сменного блока бумаги может быть расположено отражающее поле, которое можно использовать для отражения света, падающего от излучателя, и при необходимости в качестве эталона коэффициента отражения. Это отражающее поле может быть, например, нанесено только на часть боковой стороны бумажного изделия, как будет описано ниже. Однако следует отметить, что два отдельных элемента могут быть расположены так, чтобы обнаруживать разные коэффициенты отражения на сменном блоке бумаги, например, один сенсорный блок обнаруживает свет, отраженный от участка блока с отражающим полем, а другой сенсорный блок обнаруживает свет, отраженный от участка блока бумаги без отражающего поля - таким образом, сигналы от двух устройств датчиков будут разными, и можно получить разностный сигнал, увеличивающий отношение сигнал/шум и, следовательно, считываемость уровня. Изменяя коэффициент отражения участка бумажного изделия или отражающего поля, можно создать идентификатор различных типов материала или разного качества материала.

Сенсорные элементы выполнены с возможностью определять разные величины контраста, поскольку излучаемый свет можно калибровать и, следовательно, считать известным. Используя поля с разным контрастом отражения, например с разными цветами или оттенками серого, поля с градиентом плотности, или с разной интенсивностью, например интенсивностью цвета, можно закодировать информацию об уровне, качестве, типе и/или марке изделия - т.е. решение позволяет определять меру коэффициента отражения. Отражающее поле может быть выполнено из различных красителей разного цвета, разной интенсивности, флуоресцентного материала, фосфоресцирующего материала или с разными текстурами, создающими разницу в коэффициентах отражения по сравнению с окружающими участками изделия. Эти поля могут быть напечатаны или механически нанесены на изделие. Коэффициент отражения участка бумаги также можно отнести к отражающей способности бумаги, а также отражающего поля, выполненного на бумаге. Коэффициент отражения участка бумаги является эталоном, который может давать информацию о типе бумажного изделия, качестве бумажного изделия и пр. Эталон коэффициента отражения также может давать информацию о положении на сменном блоке бумаги и может быть отнесен к отражающим свойствам бумаги или отражающих полей. Таким образом, следует отметить, что использование отражающих полей не является обязательным, но что отражение света может осуществляться непосредственно материалом изделия, однако за счет возможного усложнения определения качества или типа материала. Если качество нужно определить без отражающих полей, сенсорный блок должен определять коэффициент отражения с большей точностью и по этому измерению определять качество. Сенсорные элементы выполнены с возможностью определять любой участок, способный отражать свет и/или отсутствие бумажного изделия. Можно использовать, например, ультрафиолетовые излучатели/детекторы для нахождения отличий между первичной и вторичной бумагой, поскольку они имеют разную степень белизны, которая в ультрафиолетовом свете ведет себя по-разному.

Положение сенсорных элементов в раздаточном устройстве можно менять в зависимости от типа раздаточного устройства, высоты раздаточного устройства и/или бумажного изделия. Например, сенсорные элементы могут быть установлены на направляющей и, если потребуется, могут переставляться и закрепляться на направляющей.

Что касается больших раздаточных устройств, их можно пополнять, как только появится достаточно места; проблема в такой ситуации может заключаться в том, что только одно SCU/устройство обнаружения может неправильно определять расход, поскольку оно расположено где-либо вблизи раздаточного отверстия так, что последнее установленное изделие обнаруживается SCU. В таких случаях может потребоваться большее количество блоков обнаружения, т.е. SCU, для того, чтобы обеспечивать релевантную индикацию уровня.

Сенсорные элементы могут содержать датчики света разного типа, например светоизлучающие диоды, работающие в разных диапазонах длин волн. Один датчик может работать в ультрафиолетовом диапазоне, а другой - в видимом или инфракрасном диапазоне. Кроме того, датчики могут иметь разное качество и выдавать разные сигналы в зависимости от коэффициента отражения отражающих полей. Излучатели и/или датчики разного типа могу также применяться для обнаружения качества бумажного изделия. Сила сигнала от датчика меняется в зависимости от излученного света и качества бумажного изделия, например отражающие свойства вторичной бумаги зависят от перерабатываемого сырья и, таким образом, различны для разных партий продукции, тогда как отражающие свойства в видимом диапазоне зависят от яркости бумаги. Это показано в таблице 1, иллюстрирующей коэффициент отражения разных типов бумаги и датчиков.

Таблица 1
	Вторичная	Гибридная	Первичная
УФ-датчик (содержание вторичной бумаги)	высокое	среднее	низкое
Светодиодный датчик (яркость бумаги)	низкая	Средняя	высокая

Под термином «вторичная» в таблице 1 понимается бумага, содержащая высокий процент вторичной бумаги, а термин «первичная» означает низкое содержание вторичной бумаги, а термин «гибридная» бумага включает содержащую и первичную, и вторичную бумагу.

Те же отличия можно обнаружить и при использовании излучателей разного цвета, и в зависимости от типа датчика света каждый цвет будет давать разную реакцию датчика света. В таблице 2 показаны различия в реакции датчика как функция цвета.

Таблица 2
	Синий	Желто-зеленый	Красный
Датчик диапазона 450-500 нм	Высокий	Средний	Низкий
Датчик диапазона 640-700 нм	Низкий	Средний	Высокий

Диапазон датчика указывает диапазон длин волн, на который оптимизирован датчик и указа в нанометрах.

Можно также комбинировать разные типы излучателей и датчиков, например использование светоизлучающего диода ультрафиолетового диапазона вместе с красным светоизлучающим диодом 640, работающим в обратном режиме, может дать хорошую возможность по различению разного качества бумаги. Вторичная бумага может давать низкий сигнал в детекторе с обычными светодиодными датчиками из-за низкой яркости, тогда как датчик ультрафиолетового диапазона даст высокий сигнал из-за высокого содержания флуоресцентного материала в бумаге. Для качественной первичной бумаги результат будет обратным, когда светодиод 640 даст высокий сигнал из-за лучшего отражения светлой бумаги, а ультрафиолетовый датчик даст низкий сигнал из-за низкого содержания флуоресцентного материала в первичной бумаге. Комбинируя разные типы излучателей и датчиков можно добиться нужного разделения разного качества. Следует отметить, что два сенсорных элемента могут также содержать разные комбинации.

На фиг. 5 показан способ по настоящему изобретению, в котором используется решение, основанное на измерении разности сигналов. Периодически SCU считывает данные от каждого сенсорного элемента. SCU считывает данные от первого сенсорного элемента, а затем считывает данные от второго сенсорного элемента на этапах 501 и 502, соответственно. Данные датчиков анализируются на этапе 503 для определения разностного сигнала. По разностному сигналу на этапе 504 можно определить текущий уровень сменного блока в раздаточном устройстве. В зависимости от этого текущего уровня можно предпринять разные действия. Следует отметить, что анализ и определение уровня можно выполнять в SCU, DCU, на сервере или в комбинации этих устройств, например, анализ данных производится в SCU или в DCU, а определение уровня осуществляется на сервере. Следует отметить, что уровень можно определять с высоким разрешением, например процент от полного сменного блока, или в рамках заданных уровней, например пополнение не требуется, пополнение вскоре потребуется и пополнение требуется немедленно, или изменение на другое положение, например в положение неполного рулона, или подобные широко определенные уровни. Кроме того, решение может следить за потреблением расходуемого материала, а не за достижением определенного уровня, например определять, кода стопка бумажных изделий заканчивается и, следовательно, в раздаточное устройство нужно вставить по меньшей мере одну стопку бумажных изделий.

На фиг. 6 показаны некоторые примеры отражающих полей на стопке бумаги. На фиг. 6А показан пример с единственным отражающим полем 604 на стопке 601. SCU 400 имеет два сенсорных элемента 420 и 430, считывающих данные со стопки и, в зависимости от уровня стопки, будут получены разные сигналы, как более подробно будет описано ниже.

На фиг. 6В показан пример, когда отражающее поле на стопке 602 разделено на несколько отдельных полей 605 и 606. В зависимости от расположения отражающих полей относительно сенсорных элементов 420, 430, будут получены разные сигналы, которые могут увеличить информацию об уровне и/или типе материала в стопке.

На фиг. 6С показан еще один пример, в котором отражающие поля на стопке дополнительно разделены, что дает возможность увеличить количество градаций типов/качества изделий, которые могут идентифицироваться системой. На фиг. 6С показаны четыре разных отражающих поля 607-610, однако следует понимать, что изобретение не ограничивается этими альтернативами.

В случае применения рулонов непрерывной полосы материала можно использовать другой вариант отражающего поля, как показано на фиг. 7. Рулон 700 имеет факультативный канал 702, проходящий сквозь рулон для облегчения установки в раздаточное устройство, а также отражающее поле 703 на плоской стороне 701 рулона. SCU 400 своими датчиками определяет уровень изделия, используя отражающие поля, как описано выше для случая, показанного на фиг. 6. В этом варианте применения также можно использовать множество отражающих полей.

На фиг. 8 приведен пример того, как считывание отражающего уровня участка бумаги может измениться во время раздачи изделия. На фиг. 9 показан вариант решения по фиг. 8, где отражающие поля не используются, а используется только отражающая способность самого бумажного изделия 601, т.е. коэффициент отражения участка бумажного изделия дает информацию об уровне. На первом этапе А оба сенсорных элемента 420 и 430 SCU 400 определяют наличие бумажного изделия 601, т.е. отсутствует указание на то, что уровень бумажного изделия слишком низок. На следующем этапе С один сенсорный элемент 420 определяет наличие бумажного изделия, тогда как другой сенсорный элемент 430 не определяет наличие бумажного изделия, т.е. уровень бумажного изделия начинает опускаться слишком низко и вскоре потребуется его замена. Наконец, на этапе D ни один из датчиков не обнаруживает бумажное изделие, т.е. можно выдавать сигнал о том, то уровень бумажного изделия очень низок или изделие израсходовано, и замена требуется немедленно.

На фиг. 8 показана стопка бумаги, однако следует понимать, что тот же процесс применим и к рулону непрерывной полосы бумаги. На первом этапе (А) стопка полна и каждый из сенсорных элементов 420, 430 SCU 400 обнаруживает некоторый уровень отражения. По мере того как высота стопки уменьшается из-за раздачи бумажного изделия, как показано на фиг. 8, отражающее поле опускается дальше вниз, с точки зрения сенсорных элементов, и на этапе В отражающее поле находится в положении, когда нижний сенсорный элемент 420 обнаруживает отражающее поле, а верхний сенсорный элемент 430 его не обнаруживает, это может дать информацию о текущем уровне стопки. На следующем этапе С нижний сенсорный элемент не обнаруживает отражающее поле, как показано на фиг. 8, но все еще обнаруживает стопку, тогда как верхний сенсорный элемент 430 не обнаруживает отражение ни от поля, ни от стопки, что может запустить быструю реакцию, например побудить SCU отправить сигнал на DCU или сервер о том, что стопка стала низкой и вскоре может потребоваться пополнение, например, уведомление для уборщика о включении этого раздаточного устройства в график следующего обслуживания. Сервер может передать информацию на устройство, которым управляет уборщик, например, в простейшей форме, в качестве текстового сообщения на мобильный телефон или смартфон, однако, следует отметить, что можно разработать специальное программное средство, работающее на устройстве уборщика для более сложного алгоритма пополнения и проведения сервисных операций, например, графический дисплей каждой туалетной комнаты с раздаточными устройствами, которые требуют пополнения и т.п. На этапе D стопка опустилась так низко, что ни один из сенсорных элементов 420, 430 не определяет ни отражающее поле, ни стопку и это может привести к запуску второй реакции, например к отправке второго сигнала на DCU, информирующего о наличии риска немедленного исчерпания и о необходимости заправки раздаточного устройства. Следует отметить, что второй этап В может запускать реакцию по информированию о текущем состоянии уровня. В некоторых раздаточных устройствах может быть уложено несколько стопок бумаги, одна поверх другой, что, согласно фиг. 8, может быть понятно из этапа Е, на котором вторая стопка 801 с отражающим полем 804 расположена на старой стопке 601. В этом примере нижний сенсорный элемент определит наличие стопки, но отсутствие отражающего поля, а верхний сенсорный элемент определит наличие отражающего поля, что может быть интерпретировано SCU, DCU или сервером как наличие другой стопки поверх первой и отсутствие необходимости немедленного пополнения расходного материала.

Анализ текущего уровня изделия и/или, возможно, также качества изделия может выполняться в SCU, в DCU или в сервере. Например, поскольку SCU преимущественно работает от аккумуляторной батареи, анализ выполняется в DCU или в сервере для сокращения потребления энергии и увеличения срока работы для того, как потребуется замена батареи. Частота обнаружения, выполняемого SCU, также может регулироваться в зависимости от варианта применения и требуемого потребления энергии, когда SCU работает от батареи.

Данные передаются на сервер 1001, как показано на фиг. 10, где показана система по настоящему изобретению. Система содержит по меньшей мере одно SCU 400, при необходимости по меньшей мере одно DCU 107 и сервер 1001. Каждое SCU передает беспроводной сигнал, указывающий на текущий уровень в соответствующем раздаточном устройстве, на DCU 107 или непосредственно на сервер 1001, как описано выше. К системе может быть подключено множество DCU и каждое DCU в свою очередь выполнено с возможностью передавать полученные сигналы либо в той форме, в которой они были приняты, либо в проанализированной форме, в зависимости от конфигурации системы, на сервер, используя сеть 1010 связи. Преимущественно DCU осуществляют беспроводную связь с сетью связи, которая в свою очередь передает данные на сервер. Сервер 1001 может быть выполнен с возможностью выполнять множество различных операций в зависимости от конфигурации системы, например анализ сигналов от SCU и DCU для определения текущего уровня в каждом раздаточном устройстве, идентификации качества изделия, идентификации каждого SCU и соответствующего раздаточного устройства, вместе с географическим положением, отслеживать запасы, формировать отчеты, передавать сигнал, например текстовые сообщения, на оборудование 1002 пользователя, выданное уборщику для индикации необходимости заправки определенного раздаточного устройства в определенном положении, и даже заказывать изделия от дистрибьютора 1003, если запасы изделий подходят к концу. Уборщик, получающий сигнал, может принимать меры в зависимости от необходимости пополнения расходных материалов, запланировать пополнение при следующем обслуживании или немедленно отреагировать и срочно заправить раздаточное устройство в указанном положении. Оборудование 1002 пользователя может быть любым подходящим устройством, способным поддерживать связь с сервером непосредственно или опосредовано, таким ка мобильный телефон, карманный персональный компьютер (PDA), смартфон, пейджер, планшетный компьютер, ноутбук, компьютер в офисе уборщика и т.п.

Сервер может обслуживать несколько положений одного заказчика или даже нескольких разных заказчиков. Заказчиками могут быть, например, компании, занимающиеся уборкой, обслуживающие по очереди одного или нескольких клиентов, офисы, самостоятельно обслуживающие или убирающие свои туалеты, или организации, такие как школы, дома престарелых, госпитали и подобные организации, имеющие общественные туалеты или туалеты общего пользования.

Сеть 1010 может быть любой подходящей сетью, которая может передавать данные от устройства сбора данных на сервер, включая, помимо прочего, сети 4G, 3G, GSM, GPRS, UMTS, LTE, сети на основе IP, Ethernet, Интернет или подобные сети пакетной передачи данных непосредственно или в комбинации с некоторыми из таких решений.

Работа центрального сервера и отслеживание бумажных изделий в реальном масштабе времени открывает новые источники получения доходов, создавая новые экономические модели, такие как ведение статистики использования для поставщиков бумаги, что позволяет оптимизировать производство и дистрибуцию, уменьшить интервалы обслуживания туалетов, более оптимально планировать работу обслуживающего персонала в разных местах, уменьшить запасы бумажных изделий и т.п.

Следует отметить, что слово «содержащий» не исключает наличия других элементов или этапов наряду с перечисленными, а указание элемента в единственном числе не исключают наличия множества таких элементов. Далее, следует отметить, что любые ссылочные позиции не ограничивают объем притязаний, что изобретение по меньшей мере частично может быть реализовано и аппаратными, и программными средствами, что некоторые «средства» или «устройства» могут быть представлены таким же аппаратным средством.

Вышеописанные варианты приведены лишь в качестве примеров и на ограничивают настоящее изобретение. Специалистам понятны другие решения, варианты применения, цели и функции, входящие в объем правовой охраны настоящего изобретения.

Сокращения

GSM - Глобальная система мобильной связи

GPRS - Система пакетной радиосвязи общего пользования

EDGE - Развитие стандарта GSM с увеличенной скоростью передачи данных

UMTS - Универсальная система мобильных телекоммуникаций

LTE - Долгосрочное развитие

WCDMA - широкополосный множественный доступ с кодовым разделением

CDMA2000 - Множественный доступ с кодовым разделением 2000

HSDPA - высокоскоростной пакетный доступ по нисходящему каналу

SCU - блок сбора измерений

DCU - блок сбора данных

IP - интернет-протокол

Claims (25)

1. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) для бумаги, содержащее:
- держатель (200, 300) бумаги, выполненный с возможностью принимать бумажное изделие (201, 301), раздаваемое раздаточным устройством; отличающееся тем, что устройство содержит:
- по меньшей мере один блок (203, 303, 400) сбора измерений, расположенный на держателе бумаги, содержащий по меньшей мере один блок (401) обработки, по меньшей мере один интерфейс (403) связи и по меньшей мере два сенсорных элемента (420, 430), каждый из которых содержит источник (404, 406) света и датчик (405, 407) света, и при этом два сенсорных элемента отделены друг от друга расстоянием по меньшей мере в одном направлении относительно бумажного изделия;
причем каждый сенсорный элемент каждого блока сбора измерений выполнен с возможностью излучать свет от источника света в сторону бумажного изделия и обнаруживать отраженный свет в датчике света, и при этом блок обработки выполнен с возможностью получать сигналы из отраженного света от каждого сенсорного элемента относительно друг друга таким образом, что может быть определен уровень бумажного изделия в держателе бумаги, и передавать полученные сигналы на центральный сервер (1001), используя интерфейс связи.

2. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) по п.1, в котором блок (401) обработки дополнительно выполнен с возможностью обнаруживать разностный сигнал между двумя разделенными отражающими полями (604-610, 703, 804) на бумаге.

3. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) по п.1, в котором датчик (405, 407) света содержит фотодетектор или светоизлучающий диод, работающий в обратном режиме.

4. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) по п.1, в котором датчик (405, 407) света выполнен с возможностью выдавать сигнал, относящийся к коэффициенту отражения участка бумаги.

5. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) по п.1, дополнительно содержащее сменный блок бумаги, имеющий коэффициент отражения участка бумажного изделия (604-610, 703, 804), обеспечивающий эталон отражения.

6. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) по п.5, в котором эталон отражения обеспечивает информацию по меньшей мере об одном из уровня сменного блока бумаги, типа бумажного изделия и качества бумажного изделия.

7. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) по п.5, в котором сменный блок бумаги содержит по меньшей мере одно отражающее поле.

8. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) по п.1, в котором блок (401) обработки выполнен с возможностью определять уровень путем определения разностного сигнала от двух элементов датчиков.

9. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) по п.8, в котором уровень определяется по меньшей мере тремя разными уровнями, содержащими информацию относительно необходимости пополнения бумажного изделия: отсутствие необходимости пополнения, пополнение вскоре потребуется и пополнение требуется.

10. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) по п.8, в котором блок (401) обработки выполнен с возможностью определять перемещение сменного блока бумаги в другое положение.

11. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) по п.1, в котором каждый сенсорный элемент (420, 430) выполнен с возможностью определять по меньшей мере одно из отражающего поля (604-610, 703, 804) и отсутствия отражающего поля.

12. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) по п.1, в котором сенсорные элементы (420, 430) обеспечивают информацию о по меньшей мере трех разных уровнях качества бумажного изделия.

13. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) по п.1, в котором полученные сигналы передаются на центральный сервер (1001) через блок (107, 415) сбора данных с использованием технологии беспроводной связи малого радиуса действия.

14. Раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) по п.1, в котором блок сбора измерений выполнен с возможностью обнаруживать уровень бумажного изделия путем обнаружения по меньшей мере одного из коэффициента отражения участка сменного блока бумаги, по меньшей мере одного отражающего поля (604-610, 703, 804) и отсутствия бумажного изделия.

15. Способ определения уровня туалетного бумажного изделия (201, 301) в раздаточном устройстве (103, 106, 210, 310), содержащем по меньшей мере один блок (203, 303, 400) сбора измерений, расположенный в раздаточном устройстве и содержащий два оптических сенсорных элемента (420, 430), отделенных друг от друга по меньшей мере в одном направлении относительно бумажного изделия, и при этом блок сбора измерений выполнен с возможностью идентифицировать перемещение сменного блока бумаги в направлении от первого сенсорного элемента (420) ко второму сенсорному элементу (430), причем способ содержит этапы, на которых:
- получают первый сенсорный сигнал от первого сенсорного элемента (420), выполненного с возможностью обнаруживать отраженный свет; отличающийся тем, что
- получают второй сенсорный сигнал от второго сенсорного элемента (430), выполненного с возможностью обнаруживать отраженный свет;
- определяют разностный сигнал между первым и вторым сенсорными сигналами, причем разностный сигнал относится к перемещению сменного блока бумаги, и
- определяют уровень по разностному сигналу.

16. Способ по п.15, дополнительно содержащий этап, на котором передают полученные сигналы на центральный сервер (1001), используя интерфейс (403, 412, 413) связи.

17. Способ по п.15, в котором сменный блок бумаги содержит по меньшей мере одно отражающее поле (604-610, 703, 804).

18. Система для управления пополнением бумажных изделий в туалете, содержащая:
- по меньшей мере одно раздаточное устройство (103, 106, 210, 310) для бумаги по п. 1,
- по меньшей мере один сервер (1001); отличающаяся тем, что
сервер (1001) выполнен с возможностью принимать информацию от раздаточного устройства для бумаги относительно уровня туалетного бумажного изделия (201, 301) в каждом раздаточном устройстве и передавать сообщение на внешнее устройство (1002), если необходимо пополнить туалетные бумажные изделия.

19. Система по п.18, дополнительно содержащая блок (107, 415) сбора данных, и при этом сервер (1001) выполнен с возможностью принимать информацию через блок сбора данных.

20. Система по п.18, причем система выполнена с возможностью обнаруживать бумажное изделие по меньшей мере трех разных уровней качества.

21. Система по п.18, причем система выполнена с возможностью обнаруживать уровень бумажного изделия путем обнаружения по меньшей мере одного из коэффициента отражения участка сменного блока бумаги, по меньшей мере одного отражающего поля (604-610, 703, 804) и отсутствия бумажного изделия.

22. Блок сбора измерений для обнаружения уровня бумажного изделия (201, 301) в держателе (103, 106, 210, 310) бумаги, отличающийся тем, что содержит два сенсорных элемента (420, 430), каждый из которых содержит источник (404, 406) света и датчик (405, 407) света и которые отделены друг от друга по меньшей мере в одном направлении относительно бумажного изделия, и при этом сенсорный блок выполнен с возможностью обнаруживать отраженный свет от источника света, и при этом отражение обеспечивается по меньшей мере одним из коэффициента отражения отражающего поля (604-610, 703, 804), расположенного по меньшей мере на части боковой поверхности бумаги, участка бумажного изделия без отражающего поля и отсутствия бумажного изделия, и выполнен с возможностью обеспечивать разностный сигнал от двух сенсорных элементов, содержащий информацию относительно уровня бумажного изделия.

23. Туалетное бумажное сменное изделие, снабженное по меньшей мере одним отражающим полем (604-610, 703, 804), расположенным по меньшей мере на одной стороне бумажного сменного изделия, для использования с раздаточным устройством по п.1.

24. Сменное изделие по п.23, в котором отражающие поля (604-610, 703, 804) содержат идентификационную информацию об изделии.

25. Сменное изделие по п.24, в котором идентификационная информация об изделии обеспечена по меньшей мере одним из коэффициента отражения отражающего поля (604-610, 703, 804) и положения множества отражающих полей (604-610, 703, 804).

Images